SU1677526A1

SU1677526A1 - Raster light-electricity transducer of angular displacement

Info

Publication number: SU1677526A1
Application number: SU894672579A
Authority: SU
Inventors: Лия Израилевна Герберене; Борис Афанасьевич Кравченко; Видас Юозович Каваляускас; Борис Ильич Минцерис
Original assignee: Вильнюсский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1991-09-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности измерений за счет повышени точности нанесени индикаторных решеток . Поток излучени , формируемый источником света 1, модулируетс по интенсивности измерительной решеткой 3 и индикаторными решетками 5.15.4, нанесенными на подвижный и неподвижный элементы 2, 4. За счет поперечного сдвига или радиального смещени индикаторных решеток 5.1,...,5.4 относительно измерительной решетки 3 на выходе фотоприемников 6.16.4 формируютс сигналы, сдвинутые относительно друг друга на 180&deg;. Сигналы , формируемые на выходе дифференциальных усилителей 7.1, 7.2 сдвинуты относительно друг друга на 90&deg;. 4 ил. ЁThis invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by increasing the accuracy of the application of indicator grids. The radiation flux generated by the light source 1 is modulated by the intensity of the measuring grid 3 and the indicator gratings 5.15.4 applied to the mobile and stationary elements 2, 4. Due to the transverse shear or radial displacement of the indicator gratings 5.1, ..., 5.4 relative to the measuring grid 3, at the output of the photodetectors 6.16.4, signals are formed that are shifted relative to each other by 180 °. The signals produced at the output of the differential amplifiers 7.1, 7.2 are shifted relative to each other by 90 °. 4 il. Yo

Description

CN V| Ч СЛ N3 ОCN V | H SL N3 O

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени угловых перемещений различных объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the angular displacements of various objects.

Цель изобретени - повышение точности измерений за счет повышени точности нанесени индикаторных решеток.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by increasing the accuracy of the application of indicator grids.

На фиг.1 представлена функциональна схема устройства; на фиг.2 и 3-взаимное расположение и смещение индикаторных решеток относительно измерительной решетки; на фиг.4 - подключение фотоприемников .Figure 1 shows the functional diagram of the device; in Fig.2 and 3, the relative position and displacement of the indicator grids relative to the measuring grid; figure 4 - connection of the photodetectors.

Устройство содержит оптически св занные источник 1 света, неподвижный элемент 2 с радиально нанесенной измерительной решеткой 3, неподвижный элемент 4, с четырьм радиально нанесенными индикаторными решетками 5.1,...,5,4, причем индикаторные решетки 5.1 и 5.4 сдвинуты относительно индикаторных решеток 5.2 и 5.3 на четверть периода решетки , четыре фотоприемника 6.1,...,6.4, дифференциальные усилители 7.1 и 7.2, входы дифференциального усилител 7.1 подключены к фотоприемникам 5.1 и 5.4, входы дифференциального усилител 7.2 - к фотоприемникам 6.2 и 6.3.The device contains optically coupled light source 1, a stationary element 2 with a radially applied measuring grid 3, a stationary element 4, with four radially applied indicator grids 5.1, ..., 5.4, the indicator grids 5.1 and 5.4 being shifted relative to the indicator grids 5.2 and 5.3 for a quarter of the array period, four photodetectors 6.1, ..., 6.4, differential amplifiers 7.1 and 7.2, inputs of differential amplifier 7.1 are connected to photoreceivers 5.1 and 5.4, inputs of differential amplifier 7.2 are connected to photoreceivers 6.2 and 6.3.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Поток излучени , формируемый источником 1 света, проходит измерительную решетку 3, нанесенную на подвижный элемент 2, индикаторные решетки 5.1,...,5.4, нанесенные на неподвижный элемент 4 и подает на фотоприемники 6.1,...,6.4. Сигналы с фотоприемников 6.1, 6.4 и 6.2, 6.3 поступают на входы дифференциальных усилителей 7.1 и 7.2. Посто нные составл ющие сигналов, снимаемых с фотоприемни- ков 6.1, 6.4 и 6.2, 6.3 вычитаютс в дифференциальных усилител х 7.1 и 7,2.The radiation flux generated by the light source 1 passes a measuring grid 3, deposited on the movable element 2, indicator grids 5.1, ..., 5.4, deposited on the fixed element 4 and delivers to the photodetectors 6.1, ..., 6.4. The signals from photodetectors 6.1, 6.4 and 6.2, 6.3 are fed to the inputs of differential amplifiers 7.1 and 7.2. The constant components of the signals taken from the photodetectors 6.1, 6.4 and 6.2, 6.3 are subtracted in the differential amplifiers 7.1 and 7.2.

При повороте подвижного элемента 2 относительно неподвижного элемента 4 за счет поперечного или продольного смещени неподвижного элемента 4 относительно центра делительной окружности, по которой нанесена измерительна решетка 3, формируютс перемеа.ающиес муаровые полосы, пространственные фазы которых относительно фотоприемников 6.1,6.4 и 6.2, 6.3 смещены на половину периода полосы. При этом переменные составл ющие сигналов , снимаемых с фотоприемников 6.1,6.4 и 6.2, 6.3, сдвинуты друг относительно друга на 180°.When the movable element 2 rotates relative to the fixed element 4 due to the transverse or longitudinal displacement of the fixed element 4 relative to the center of the pitch circle, along which measuring grid 3 is applied, shifting moire bands are formed, whose spatial phases relative to the photodetectors 6.1, 6.4 and 6.2, 6.3 are half a lane period. At the same time, the variable components of the signals taken from the photodetectors 6.1, 6.4 and 6.2, 6.3 are shifted by 180 ° relative to each other.

Импульсы, количество которых пропорционально угловому перемещению подвиж- ного элемента 2, сдвинутые друг относительно друга на 90°, поступают с выходов дифференциальных усилителей 7.1 и 7.2 на выход преобразовател .Pulses, the number of which is proportional to the angular displacement of the moving element 2, shifted relative to each other by 90 °, come from the outputs of differential amplifiers 7.1 and 7.2 to the output of the converter.

Использование преобразовател позвол ет повысить точность измерени заThe use of a converter allows to increase the measurement accuracy for

счет повышени точности нанесени индикаторных решеток.the expense of increasing the accuracy of the application of indicator arrays.

Claims

The invention of the raster photoelectric transducer of angular displacements; containing an optically coupled light source, a movable element with a radially applied measuring grid, a fixed element with four radially applied indicator grids,

the first and second indicator grids are plotted on the first radius and mutually displaced in the spatial phase by a quarter of the grid period, the third and fourth indicator grids are plotted on

the second radius and are also shifted in spatial phase, four photodetectors, two differential amplifiers, the inputs of the first differential amplifier are connected to the first and fourth

photodetectors, inputs of the second differential amplifier - to the second and third photodetectors, characterized in that, in order to improve measurement accuracy by increasing the accuracy of application

indicator grids, third and fourth indicator grids are applied with spatial phases equal to the spatial phases of applying the second and first indicator grids, the center of the dividing circle, on which indicator grids are applied, is shifted tangentially or radius relative to the center of the dividing circle, on which the measuring grid is applied

AS or A R is defined by:

d. - R2-R1

Am h-1. l p f -

jr (Ri + R2) 2 DK 4NI

where Ri, Ra are the radii on which the indicator grids are applied;

T is the period of measuring and indicator grids;

N is the number of strokes of the measuring grid;

I is the distance between the centers of the first and second indicator grids.

7.2